科学家以鱿鱼皮肤为灵感制造复合材料

点外卖或者外带咖啡的方式虽然给人们带来了便利，但是过不了多久，食物或咖啡就会自然冷却。保温杯或保温饭盒可解决该问题，但其携带不便，并不适合一次性使用等应用场景。

此外，目前被广泛使用的塑料包装在使用后可能成为白色污染的源头，一些塑料在加热条件下还会释放微塑料，对人的健康构成威胁。

那么，有没有既方便携带、环保、价格低，又具备保温特性的材料呢？

近日，美国加利福尼亚大学尔湾分校（UCI）化学与生物分子工程系副教授阿隆·戈罗德茨基带领的团队在《自然·可持续性》上发表了一篇论文，以头足类动物（墨鱼、鱿鱼和章鱼等）的皮肤为灵感，制造出一种适应性复合材料，该材料的优势在于可绝缘、隔热。因此，其适用于饮料杯、外卖包装、包裹箱、集装箱等。

值得关注的是，该团队不仅是提出了一种制造新材料的可行性方法，而且这种复合材料的原料（铜和橡胶）的成本仅每平方米 0.1 美元，这与现有的金属-塑料薄膜价格相当。并且，其制作成本还会因制造规模的扩大而进一步下降，这为该材料的商业应用打下坚实的基础。

戈罗德茨基在UCI的采访中说，他偶然在一次会议上听了生物学家汉隆·罗杰关于头足纲动物的报告后，便开始对这类神奇的动物感兴趣。头足纲动物包括墨鱼、鱿鱼和章鱼。罗杰花了30多年的时间试图了解这些“头部长在足上的动物”，其中，它们快速自适应变色的能力最令他着迷。头足纲动物的皮肤就像一面奇幻的显示屏，决定屏幕颜色的是像素，皮肤上对应的是色素体（但只是粗略类比）。

戈罗德茨基借用这种机制来调控入射光线。相比于头足纲动物，他们只需要聚焦于传递热量的红外线，而不是整个光谱。因此，研究人员的第一步就是把红外反射材料——铜沉积在柔性的铝箔上，然后使这个较薄的铜层上生长一个个“铜柱”。在这里，研究人员想让一个个“铜柱”扮演鱿鱼色素囊的角色。他们还选择了一种叫做苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯（SEBS）的共聚物，作为色素囊的支撑体，其中SEBS对红外线透明。他们将SEBS喷涂在铜层上，并使“铜柱”嵌在SEBS涂层内。随后，在将铝箔剥离开后，便得到了以鱿鱼为原型设计的复合材料——“鱿鱼皮肤”。

这种“鱿鱼皮肤”和太空毯的保温效果不相上下，但太空毯的效果是静态的，不随条件变化而变化。而这项研究中的“鱿鱼皮肤”则能使内部的物体与外界环境之间做动态的热交换：在不施加外力时，手并不会向“鱿鱼皮肤”内部传递热量；而当用手向“鱿鱼皮肤”施加一定的外力后，内部温度就会升高，从而达到动态、即时保温的效果。

相关论文以《具有可调热调节性的可持续包装材料的可扩展制造》（Scalable manufacturing of sustainable packaging materials with tunable thermoregulability）为题发表在 Nature Sustainability 上。